De definitie van het temperatuursysteem Celsius.

De definitie van het temperatuursysteem Celsius

Het internationale systeem voor meettemperaturen is gebaseerd op de wetenschappelijke principes die door Anders Celsius, een Zweedse astronoom en natuurkundige, zijn geformuleerd. De naam « Celsius » verwijst naar deze belangrijke figuur in de geschiedenis van de exacte wetenschappen.

Het ontstaan van het systeem

In 1742 presenteerde Anders Celsius een publicatie waarin hij de temperatuur maatregelen voor het eerst definieerde. Hij stelde de thermometer in te delen in drie sectoren: vloeibaar water, gelijkgewogen water en gesmolten ijs. Op basis van zijn experimenten voegde hij 100 graden aan op 0°C (de smeltpunt van ijswater) en bepaalde officiële website een tussenwaarde als het kritieke punt, waarboven de waterdamp condenseert: 212°F / -40,8°C.

Hij ging ervan uit dat vloeibaar water de basis werd voor alle graden Celsius. Vervolgens introduceerde hij ook een nieuwe schaal met oplopende cijfers van 0 naar 100 graden Celsius: 32 Fahrenheit en 212 Fahrenheit.

Het was pas veel later, in het midden van de 19e eeuw, dat dit temperatuursysteem officieel werd erkend als wereldwijde standaard. De toenmalige voormalige keizer Napoleon Bonaparte besloot om een internationale conventie te organiseren en te bedenken waarbij het nieuwe systeem formeel in gebruik wordt genomen.

Het werkingssysteem van Celsius

Het thermometer-temperaturensysteem, gedefinieerd door Anders Celsius zelf als 0 graden Celsuis (0°C), kan worden omschreven als een temperatuurversnelling die afhangt van de massa en specifieke warmtecapaciteit.

De temperatuurschaal is gebaseerd op het concept dat elk geïsoleerde systeem in thermodynamische gelijkwaardigheid is, wat wil zeggen: als alle gegeven omstandigheden identiek zijn. Hierdoor wordt een absolute waarde van -273°C bereikt, die bekend staat als het kritieke punt.

Het centraal principe achter Celsius ligt in de relatie tussen de massa (in kg), specifieke warmtecapaciteit en de temperatuur. Het resulteert namelijk in een exponentiële versnelling van temperaturen, zodat voor ieder stuk water met een massaverandering van 1°C evenveel energie wordt toegevoegd als bij één graden Celsius.

De wetenschap bevestigt dat de temperatuur onafhankelijk is van de gehele omgeving en dus niet afhangt van hoe het systeem is opgebouwd. Daarom kan een thermometer met exact dezelfde materialisatie, onder verschillende condities, altijd exacte meetwaarden voorstel.

De 0 graden Celsuis correspondeert met de absolute nullpunt. In feite moet elk gegeven temperatuurseenheid minimaal de massarelatie van het systeem (enkel evenredig met specifieke warmtecapaciteit), zodat een verandering in massa één op één overeenkomt met de verschuiving in cijfers.

Variaties en types

Sommige bronnen beschrijven verschillende vormen van Celsius, zoals gewichtscelcius. Echter is het juiste gebruik ervan strikt verboden: alleen 0 graden Celsuis mag als afgeleide gebruikt worden (soms als -20°C tot +80°C).

Naar alle waarschijnlijkheid betekent de naam Celsius vooral, dat het een geïsoleerd systeem heeft. Bijvoorbeeld onder normale omstandigheden zou men nooit in staat zijn om een exact meetresultaat te krijgen met Celsius en dit ook niet in andere condities.

Legaliteit of regionaal belang

In iedere regio worden verschillende graden gebruikt. Het is over het algemeen duidelijk dat de meeste temperaturen (ongeacht hun oorsprong), onder een zekere temperatuurschaal vallen en afhankelijk zijn van specifieke omstandigheden.

Bijvoorbeeld op basis van Celsius hebben we de standaard waarden voor gesmolten water: -17,8°C tot +100 graden. Ook hier is het te zien dat met elke temperatuurverandering de massa verandert en vandaaruit volgt een specifieke hoeveelheid energie die in het systeem wordt toegevoegd.

Het internationale recht erkent echter de absolute nullpunt als referentiescherm voor alle temperaturen. Dus ook wanneer een temperatuur naar beneden daalt (bijvoorbeeld -40°C), valt dit buiten de conventionele schaal en kan met exacte meetresultaten in direct verband worden gebracht tot -20 graden Celsuis.

Risico, beoordeling en conclusie

Het gebruik van Celsius leidt bij voorkeur slechts tot kleinere verschillen (vaak een vijftiental graden). Onder normale omstandigheden is het onmogelijk om temperatuurschommelingen te meten die groter zijn dan deze waarde.

Zodra men in staat zou zijn om op basis van Celsius ook zeer kleine schommelingen optimaal te benutten, kan de gehele huidige maatschappij enkel maar winnen. In dit artikel werd duidelijk dat temperatuurschaal Celsuis een absolute standaard is die geen afhankelijke waarde kent.

Echter het principe van specifieke warmtecapaciteit in de relatie met massa, zorgt ervoor dat elke kleine verandering exacte meetwaarden oplevert en daarmee bijdraagt tot maximale resultaten.